Антропогенное загрязнение реки Инсар в промышленной зоне г. Саранска

Вишнякова Людмила Олеговна

Антропогенное загрязнение реки Инсар в промышленной зоне г. Саранска

Ключевые слова: река, поверхностные воды, температура воды, антропогенное загрязнение, химический состав, техногенные факторы, климат, температура воздуха

География

Дипломы

Вуз: Мордовский государственный университет имени Н.П. Огарева

ID: 5bb6f9157966e104f33c7698

UUID: f657aa30-aa8e-0136-e27a-525400005860

Язык: Русский

Опубликовано: больше 5 лет назад

Просмотры: 192

Вишнякова Людмила Олеговна

Источник: федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Мордовский государственный университет им. Н. П. Огарёва"

Комментировать 0

Рецензировать 0

Скачать - 2,5 МБ

Поделиться работой

РЕФЕРАТ Бакалаврская работа содержит 45 страниц, 10 рисунков, 8 таблиц, 31 использованных источников. РЕКА, ПОВЕРХНОСТНЫЕ ВОДЫ, ТЕМПЕРАТУРА ВОДЫ, АНТРОПОГЕННОЕ ЗАГРЯЗНЕНИЕ, ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ, ТЕХНОГЕННЫЕ ФАКТОРЫ, ТЭЦ, КЛИМАТ, ТЕМПЕРАТУРА ВОЗДУХА, СРЕДНЕСУТОЧНАЯ ТЕМПЕРАТУРА. Объектом исследования является воды р. Инсар в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2. Цель бакалаврской работы – выявить особенности техногенного воздействия Саранской ТЭЦ–2 на поверхностные воды. Методы: фактических теоретический данных, анализ материала с учетом полученных статистический, сравнительно-географический, сравнительно-аналитический. Исходные данные для дипломной работы: литературные источники, фондовые материалы «НИИ Экологии» МГУ им. Н. П. Огарева, собственные наблюдения в г. Саранске. Степень внедрения – частичная. Область применения – материалы бакалаврской работы могут быть использованы в практике работы специалистов, а также в учебном процессе при чтении лекций по изучению географии Республики Мордовии. 4 гидросферы, физической

СОДЕРЖАНИЕ ВВЕДЕНИЕ 1 6 Теоретический аспект изучения поверхностных вод 8 1.1 Понятие, виды, классификация поверхностных вод 8 1.2 Методика проведения исследования 11 2 Естественные факторы формирования режима поверхностных вод 14 2.1 Геологическое строение и рельеф 14 2.2 Климат 15 2.3 Гидрография 20 3 Техногенное воздействие на воды р. Инсар в районе Саранской ТЭЦ–2 24 3.1 Температурный режим поверхностных вод р. Инсар 24 3.2 Химический состав вод р. Инсар в районе Саранской ТЭЦ–2 28 ЗАКЛЮЧЕНИЕ 41 СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 43 5

ВВЕДЕНИЕ Энергетика является важнейшей отраслью хозяйства, без которой невозможна деятельность человека вообще, но, как и любая другая промышленная деятельность, работа специализированных предприятий по выработке энергии, таких как ТЭЦ, являются одновременно и техногенным фактором воздействующим на окружающую природную среду. Основными объектами загрязнения являются приземные слои тропосферы, почвенные грунты, подземные и поверхностные воды. Воздействуя на все компоненты ландшафта, ТЭЦ формирует вокруг себя зоны техногенного влияния. Пруды-накопители являются важным элементом, воздействущим на окружающую природную среду. Загрязнение водных ресурсов является одним из важнейших, влияющих не только на окружающую среду, но и непосредственно на здоровье населения, в связи с этим актуальность данной темы только возрастает. Актуальность работы заключается в том, что состав поверхностных вод техногенно преобразован, особенно в пределах индустриально нагруженных территорий. Обилие источников загрязнения водной среды делает актуальной задачу по определению и изучению техногенного воздействия промышленных объектов такого рода как ТЭЦ на воды р. Инсар. Изучение данного вопроса позволяет достоверно идентифицировать является ли объект истинным источником загрязнения поверхностных вод, а также установить взаимосвязь и характер изменений, произошедших на изучаемой территории, в результате сброса вод техногенного цикла в прилежащие к территории объекта пруды накопители. Объектом исследования являются воды реки Инсар в районе прудовнакопителей Саранской ТЭЦ–2. Предмет исследования – изменение температурного режима и химического состава поверхностных вод в результате техногенного воздействия Саранской ТЭЦ–2. Целью исследования: выявить особенности техногенного воздействия 6

Саранской ТЭЦ–2 на поверхностные воды. Цель исследования определила решение следующих задач: – изучить теоретические аспекты поверхностных вод; – охарактеризовать факторы формирования поверхностных вод; – проанализировать динамику температурного режима и химического состава поверхностных вод. Методы исследования: теоретический анализ материала с учетом полученных фактических данных, статистический, сравнительно-аналитический. Исходным материалом послужили теоретические и практические исследования отечественных и зарубежных ученых: Алекина О. А., Гридэл Т. Е., Исаев А. А., Коровин И. В., Перельман А. И. Фактическим материалом для обоснования научных положений и выводов послужили результаты полевых и камеральных исследований на Саранской ТЭЦ–2, выполненные под руководством Маскайкина В. Н., а также визуальные и натурные наблюдения. Автор принимал непосредственное участие практически во всех видах полевых и камеральных работ, в постановке и обработке полученных результатов. Формируемые компетенции бакалаврской работы: – ОПК-9 способностью использовать теоретические знания на практике; – ОПК-10 способностью решать стандартные задачи профессиональной деятельности на основе информационной и библиографической культуры с применением информационно-коммуникационных технологий и с учетом основных требований информационной безопасности; – ПК-6 способностью применять на практике методы физико- географических, геоморфологических, палеогеографических, гляциологических, геофизических, геохимических исследований. Бакалаврская работа состоит из введения, трех разделов с подразделами, заключения, списка использованных источников. 7

1 Теоретические аспект изучения поверхностных вод 1.1 Понятие, виды, классификация поверхностных вод Вода является основой жизни на Земле, не существует ни одного живого организма на планете, который бы смог обходиться без нее. Из этого следует, что изучение изменение поверхностных вод является первоосновной задачей для человечества. Но для того чтобы более полно и четко раскрыть тему данного исследования, нам необходимо ознакомиться с основными понятиями, видами и классификациями поверхностных вод. Само понятие поверхностные воды включает в себя – воды, постоянно или временно находящиеся в поверхностных водных объектах, которые текут или собираются на поверхности земли. Различают пресные и соленые воды суши. Объектами поверхностных вод являются: 1) моря или отдельные его части (проливы, заливы); 2) водотоки (реки, ручьи, каналы); 3) водоемы (озера, пруды, водохранилища); 4) болота; 5) природные выходы подземных вод (гейзеры, родники) 6) ледники [7]. Существуют классификации природных вод по различным признакам. Для поверхностных вод наиболее часто применяется классификация О. А. Алекина, в соответствии с которой по преобладающему аниону природные воды делятся на три класса: 1) гидрокарбонатные и карбонатные (большинство маломинерализо- ванных вод рек, озер, водохранилищ и некоторые подземные воды); 2) сульфатные воды (промежуточные между гидрокарбонатными и хлоридными водами, генетически связаны с различными осадочными породами); 8

3) хлоридные воды (высокоминерализованные воды океана, морей, соленых озер, подземные воды закрытых структур и т.д.) [3]. Каждый класс по преобладающему катиону подразделяется на три группы: кальциевую, магниевую и натриевую. Каждая группа в свою очередь подразделяется на четыре типа вод, определяемых соотношением между содержанием ионов в процентах в пересчете на количество вещества эквивалента. Друга классификация А. И. Перельмана, он выделил 6 главных категорий, в свою очередь каждая из которых определяется на основе определенного критерия: 1) группа – температура; 2) тип – окислительно-восстановительные условия; 3) класс – щелочно-восстановительные условия; 4) семейство – общая минерализация; 5) род – растворенное органическое вещество; 6) вид – ведущие катионы и анионы (кроме Н+ и ОН-) [20]. Отличие классификации А. И. Перельмана от О. А. Алекина состоит в том, что учитываются такие показатели как: температура, органические вещества. Выделяют несколько классификаций природных вод по минерализации (общая минерализация – суммарный количественный показатель содержания растворенных в воде веществ). Округляя различные пределы значений, О. А. Алекин наметил следующее деление природных вод по минерализации: 1) рассолы (соленость > 50 ‰); 2) морские (соленость 25 – 30 ‰); 3) солоноватые (соленость 1 – 25 ‰); 4) пресные (соленость до 1 ‰) [2]. Поверхностные воды имеют тесную связь с подземными водами. Такой обмен осуществляется посредством гидравлической связи. Если выход подземных вод находится выше уровня воды в реке или море, гидравлическая связь отсутствует. Если же выход подземных вод находится ниже уровня речных 9

вод или вод водоема, то связь есть. Итак, возможны различные варианты взаимодействия подземных и поверхностных вод: 1) гидравлическая связь отсутствует, 2) постоянная гидравлическая связь, 3) временная гидравлическая связь (рисунок 1). Рисунок 1 – Виды гидравлических связей поверхностных и подземных вод [1] : а – постоянная односторонняя гидравлическая связь (река в течение всего года питает грунтовые воды); б – постоянная двусторонняя гидравлическая связь (река питает грунтовые воды в половодье); в–временная гидравлическая связь; г –отсутствие гидравлической связи; 1 – водоупорный пласт; 2 – уровень грунтовых вод; 3 –направление движения грунтовых вод; 4 – уровень воды в реке в половодье; 5 – уровень воды в реке в межень; 6 – источники (родники). Как видно из рисунка 1 поверхностные и подземные воды связаны друг с другом. Благодаря подземным водам, реки получают питание в меженные периоды. Характер этой связи зависит от геологического строения местности (чередования водоносных и водоупорных горизонтов, высоты кровли водоупорного пласта), уровня грунтовых вод и уровня воды в реке. 10

Изучение поверхностные вод всегда была актуальной и интересной темой для ученых, поэтому существует большое количество видов и классификаций вод. Так как они используются для рыболовства, туризма, водного сообщения, выработки электроэнергии, полива земли, обеспечения населения питьевой водой и для промышленного производства. 1.2 Методика проведения исследования Методика исследования температурного режима поверхностных вод реки Инсар проводилась в том числе и мной, под руководством моего дипломного руководителя Маскайкина В. Н. Наблюдения за динамикой температурного режима воды реки Инсар проводились ежедекадно, в период весеннего половодья – попентадно. Замер температуры вод производился на глубине 0,5 метров. Для измерения температуры воды использовался электротермометр (рисунок 2). Рисунок 2 – Измерение температуры воды р. Инсар [фото автора] 11

Наблюдения за температурой и атмосферными осадками проводились ежедневно на метеорологическом посту географического факультета Мордовского университета им. Н. П. Огарева в 7, 13 и 19 часов (рисунок 3). Температура определялась ртутным термометром. Атмосферные осадки определялись осадкомером. Среднесуточная температура воздуха определялась как среднее арифметическое значений трех сроков наблюдений. Суточное количество осадков определялось как сумма осадков, выпавших за сутки. Рисунок 3 – Метеопост географического факультета ФГБОУ ВПО «МГУ им. Н. П. Огарева» [фото автора] Химический состав поверхностных вод определялся путем отбора батометром проб воды из реки Инсар, объемом 1,5 литра (рисунок 4). Пробы отбирались ежемесячно до и после месторасположения прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2. В лабораторных условиях на базе Саранской ТЭЦ–2 изучались следующие ингредиенты и показатели: содержание водородных ионов (рН), сухой остаток, общая жесткость, окисляемость бихроматная, содержание кальция, магния, сульфатов, хлоридов, кремниевой кислоты, бикарбонатов, нефтепродуктов, нитратов, нитритов, сумме натрия и калия, железо общего, прозрачность воды, 12

общая щелочность. Ниже по тексту приводится краткая характеристика вышеназванных ингредиентов и показателей. Рисунок 4 – Проба вод из реки Инсар на химический анализ [фото автора] На основе протоколов наблюдений были составлены следующие таблицы: 1) динамика температуры поверхностных реки Инсар; 2) динамика среднесуточной температуры воздуха в г. Саранске; 3) динамика содержания каждого из ингредиентов, определяемых в ходе лабораторного химического анализа воды. Оценка влияния прудов-накопителей на температурный режим грунтовых вод определялась путем сравнения температур поверхностных вод с температурой атмосферного воздуха. Оценка влияния прудов-накопителей на химический состав поверхностных вод реки Инсар производилась путем сравнения ингредиентов, содержащихся в речной воде за 2016 – 2017 годы. 13

2 Естественные факторы формирования режима поверхностных 2.1 Геологическое строение и рельеф вод Площадка режимных наблюдений расположена в северной части г. Саранска в промышленной зоне. Вблизи автомагистрали соединяющей жилой район «Заречный» с жилым районом «Светотехника», в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2 (рисунок 5). Рисунок 5 – Местоположение прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2 в г. Саранске [22] Долина реки Инсар на территории Саранска, по отношению к которой ориентирована большая часть склонов, имеет субширотное простирание. На усложнение морфологии рельефа влияют долины малых рек – Саранки, Тавлы, Пензятки. 14

Характерной чертой рельефа территории города является хорошо выраженная асимметрия склонов, которая, вероятно, связана с различиями в инсоляции, так как независимо от наклона поверхности, тектоники и других условий более крутыми всегда являются склоны южной и западной экспозиций. Склоны северной и восточной экспозиций в условиях медленного оттаивания и просыхания грунта подвергались особенно сильному воздействию солифлюкции и быстрее достигали предельно малой крутизны [28]. В геоморфологическом отношении площадка наблюдений расположена на левобережной пойме реки Инсар. Абсолютные отметки земной поверхности от 121,2 до 127,2 м. В пределах исследованной территории развиты осадочные породы нижнеюрского возраста, перекрытые чехлом четвертичных отложений. Четвертичные отложения залегают непосредственно на поверхности или под насыпными техногенными грунтами. Они представлены аллювиальными глинами и песками средней крупности и крупными. Верхнеюрские отложения залегают под четвертичными породами на глубине 5,8 –18,6 м. [4]. В некоторых местах поверхностные воды р. Инсар имеют гидравлическую связь с грунтовыми водами. 2.2 Климат Климат является одним из факторов, влияющих на естественный режим поверхностных вод. Климатический режим на территории г. Саранска определяется его положением в центре Русской равнины и характеризуется как умеренноконтинентальный. Главным образом климат города определяется характером рельефа, наличием растительности и водных объектов. В связи с изменением продолжительности солнечного сияния количество прямой солнечной радиации изменяется от 5,0 в декабре до 58,6кДж/см2 в июне. Особенности прихода солнечной радиации определяют сезонный ход температур (таблица 1) [18]. 15

Т а б л и ц а 1 – Годовой ход температур атмосферного воздуха за многолетний период, оС [24] Показатель Средняя температура воздуха Абсолютная максимальная температура Абсолютная минимальная температура I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII –12,3 –11,7 –5,9 4,8 13,1 17,3 19,2 17,7 11,6 4,1 –3,0 –8,7 4,0 6,0 15,0 30,0 32,0 37,0 39,0 38,0 32,0 23,0 15,0 6,0 –44,0 –39,0 –34,0 –22,0 –7,0 –3,0 2,0 0,0 –6,0 –17,0 –31,0 –41,0 Средняя температура самого холодного месяца (января) –12,3 оС, средняя температура самого теплого месяца (июля) 19,2 оС. В зимнее время максимальные температуры наблюдались в январе и составляли 4 оС, в летнее время максимальные температуры достигали 39 оС. Среднегодовая температура воздуха в Саранске +3,9 оС. Годовая амплитуда абсолютных температур составляет 83 оС. Данная показатели еще раз доказывают, что территория Республики Мордовия находится в умеренном климате, температура воздуха меняется в зависимости от сезона года, следовательно, времена года четко выражены; зима – снежная, морозная; лето – жаркое и знойное. В периоды потепления больше поступает солнечной радиации и, как правило, лучше прогреваются почво-грунты, при этом температура воды в водоемах увеличивается, а также и испарение с земной и водной поверхностей. В периоды похолодания происходит обратный процесс. В формировании основных черт климата участвуют три типа воздушных масс: арктические, умеренные и тропические. В течение года преобладают воздушные массы умеренных широт. Преобладающими ветрами являются ветры южного и юго-западного направлений. Среднегодовая скорость ветра варьирует от 3,5 до 5,5 м/с [18]. Атмосферные осадки являются еще одним из факторов, оказывающих существенное влияние на естественный режим поверхностных вод. Атмосферные осадки – самый неустойчивый элемент климата Мордовии. За период наблю- 16

дений в г. Саранске в среднем выпало 516 мм осадков, отклонения в сторону минимальных и максимальных значений составляли 80 – 120 мм. Атмосферные осадки выпадали в жидком (дождь, роса) и твердом (снег) виде. Выпадение атмосферных осадков связано с циркуляционным режимом атмосферы. Циклоны несут осадки, для антициклональной погоды характерно их отсутствие. Атмосферные осадки на территории города Саранска выпадают в основном в теплый период года (с апреля по октябрь) 70 – 80 % осадков (таблице 2) [13]. Т а б л и ц а 2 – Годовой ход выпадения атмосферных осадков за многолетний период, мм [27] Показатель Среднемесячные осадки Среднее максимальное суточное количество осадков Среднесуточное количество осадков I II III IV V VI VII VIII IX X XI XII 31 26 24 32 46 57 71 52 50 53 38 36 5 5 7 10 14 19 25 17 15 13 9 8 2 2 2 3 6 5 5 3 2 4 5 4 Максимальное среднее количество атмосферных осадков отмечено в июле (71 мм). Минимальная месячная сумма осадков приходится на март (25 мм). Атмосферные осадки выпадают преимущественно в жидком виде. Выпадение атмосферных осадков увеличивает запасы уровень поверхностных вод. Первый снег обычно появляется в конце октября, но возможны отклонения на две-три недели. Устойчивый снежный покров на значительной части территории республики образуется в последней декаде ноября. Наибольшей высоты он достигает в конце февраля – начале марта. Средняя высота снежного покрова 25–30 см. Запасы воды в нем перед началом снеготаяния оцениваются в 150 мм. Во второй половине марта снежный покров разрушается, в среднем же сход отмечается 8–13 апреля [29]. Средняя многолетняя величина испарения на территории исследования варьирует в диапазоне 390–460 мм. Наблюдения за температурой воздуха производились ежедневно с 1 янва- 17

ря 2016 года по 31 декабря 2017 года на метеорологическом посту географического факультета МГУ им. Н. П. Огарева. Естественный ход среднесуточных температур воздуха в г. Саранске за отчетный период показан в таблице 3,4. Т а б л и ц а 3 – Среднесуточная температура воздуха в г . Саранске в 2016 г., ◦С (по данным метеопоста географического факультета ФГБОУ ВПО МГУ им. Н. П. Огарева») [29] Число 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Среднее I –17,3 –20,3 –19,0 –16,6 –14,9 –11,5 –9,1 –7,2 –4,7 –6,9 –14,4 –19,1 –4,5 –1,2 –5,9 –10,8 –6,0 –1,3 –4,0 –3,3 –9,8 –10,2 -10,4 –20,0 –22,9 –20,5 –13,1 -9,8 –5,9 –1,5 –1,5 –10,3 II 1,6 –0,7 0,8 2 –0,1 –4,2 –3,6 –1,4 –3,3 –2,7 –2,0 –2,5 –2,7 –2,9 –0,9 2,1 –1,0 –1,8 –0,8 –3,2 –5,5 –4,1 2,8 2,5 1,4 0,8 –0,5 –0,1 –3,4 – – –1,2 III –2,5 –1,3 1,9 1,8 1,3 2,2 3,8 3,5 1,9 2,9 1,3 0,8 1,9 –1,5 –1,5 –2,9 1,8 0,3 –5,1 –6,6 –4,3 –3,1 –0,1 –3,0 0,1 4,9 1,9 3,8 2,6 4,5 5,9 0,5 IV 5,5 1,3 1,8 2,2 2,1 2,6 4,4 8,0 12,6 14,3 12,5 8,4 12,3 11,5 14,9 17,0 8,7 9,1 8,6 9,7 7,0 6,5 5,4 8,0 13,4 17,4 14,9 13,5 12,7 11,8 – 9,3 V 8,5 9,3 10,3 11,0 13,6 15,1 15,7 16,0 17,6 18,4 19,0 16,3 11,3 11,5 11,1 10,7 14,9 14,6 16,6 15,1 15,2 14,8 16,6 16,3 19,7 21,8 23,1 21,9 21,9 19,9 14,3 15,5 2016 Месяц VI VII 14,3 20,3 14,9 22,4 15,6 23,2 17,1 23,8 16,9 17,8 16,6 18,2 12,5 20,2 9,3 17,5 13,6 17,0 17,2 19,4 17,9 19,2 16,6 19,8 16,7 23,2 16,4 26,4 21,2 25,4 23,9 26,4 24,7 24,7 25,4 23,3 26,8 25,0 23,2 24,1 24,6 22,7 23,4 19,0 23,5 20,3 22,4 20,7 21,0 21,2 24,0 21,9 22,3 21,5 17,6 20,9 18,7 22,8 20,1 24,2 – 25,1 19,3 21,9 18 VIII 25,5 25,8 25,4 23,8 23,7 24,5 26,5 24,0 20,7 21,8 23,7 24,7 24,8 23,3 20,2 19,3 23,2 23,1 24,1 25,9 25,7 24,4 20,3 23,9 23,3 19,6 18,6 21,2 16,3 18,0 18,7 22,7 IX 12,7 13,0 16,2 16,8 18,2 17,1 14,0 14,5 12,9 12,1 12,1 12,6 14,2 11,5 9,7 9,5 10,6 10,5 7,1 7,7 8,2 11,9 10,9 8,9 12,8 12,2 8,9 8,0 8,5 10,1 – 11,8 X 13,1 11,8 15,9 14,5 13,1 10,6 12,4 12,1 7,9 4,3 4,3 4,8 2,8 3,5 4,4 3,1 2,5 3,5 3,7 3,5 3,5 3,3 1,7 -0,8 -0,2 -0,1 0,7 0,2 –0,8 0,3 0,3 5,2 XI –2,4 –2,7 –2,4 0,8 –1,1 –1,7 0,4 5,7 1,0 0,9 6,0 –1,4 –3,4 –3,5 –6,2 –6,6 –5,3 -4,6 –4,7 –5,8 –8,7 –8,2 –6,9 –5,3 –3,3 –1,3 –0,7 1,1 –1,6 10,6 – –2,8 XII –12,5 –6,5 –7,2 –6,7 –7,0 –5,6 –14,8 –11,9 –5,8 –4,5 –9,8 –14,3 –18,1 –17,7 –15,4 –21,7 –19,2 –5,2 –1,7 –19,9 –11,2 –2,2 –2,7 –3,6 –4,2 –3,7 –2,3 –0,5 –5,2 –5,6 –2,6 – 8,7

Т а б л и ц а 4 – Среднесуточная температура воздуха в г. Саранске в 2017 г., ◦С (по данным метеопоста географического факультета ФГБОУ ВПО МГУ им. Н. П. Огарева») [29] Число 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 Среднее I –1,2 0 –0,6 –8,9 –4,0 –3,6 –12,7 –16,8 –12,5 –11,1 –7,3 –9,9 –3,4 –3,1 –5,7 –9,3 –11,1 –8,9 –7,0 –4,2 –7,2 –7,4 –4,4 –0,8 –8,9 –18,8 –19,8 –19,8 –22,4 –13,0 –18,2 –9,4 II –9,1 –7,3 –13,2 –14,8 –12,1 –16,8 –19,7 –17,7 –10,3 –2,8 –4,9 –4,2 –5,1 –7,9 –7,9 –7,2 –13,8 –3,8 1,7 1,2 0,9 1,4 1,1 0,9 1,4 –3,4 –2,0 –0,8 – – – –6,3 III –1,7 2,0 2,4 2,0 1,1 3,7 2,1 1,2 –0,3 –0,6 0,3 –1,1 –1,4 –2,2 –1,1 3,4 1,5 0,8 0,7 1,4 3,3 2,9 0,7 3,1 0,7 2,0 1,1 0,8 1,3 –3,0 –1,8 0,7 IV –2,1 –2,4 3,0 1,4 2,4 6,6 9,6 11,4 6,5 6,0 11,0 9,8 7,3 9,9 3,2 5,3 7,3 3,3 –0,5 –1,7 0,6 2,0 7,3 3,7 4,7 8,7 14,7 16,5 17,3 18,8 – 6,4 V 19,2 20,9 18,3 11,8 9,7 13,4 10,5 15,7 13,6 7,6 6,8 6,1 7,6 10,3 12,6 13,4 13,0 17,2 17,5 13,9 10,6 12,0 16,3 19,8 19,2 15,0 8,0 8,0 15,7 14,8 13,2 13,2 2017 Месяц VI VII 17,3 20,8 11,7 20,5 7,8 18,8 8,8 19,4 12,3 15,2 16,3 15,1 15,6 16,1 14,7 13,4 15,5 14,8 16,8 14,6 16,7 17,6 18,7 19,4 17,7 20,1 16,7 19,4 16,5 24,3 13,8 24,8 14,6 23,7 16,3 19,0 18,6 20,2 18,9 20,8 16,5 21,5 14,2 20,3 13,9 16,5 13,5 18,1 16,9 18,6 20,7 20,3 20,7 22,9 19,8 26,0 19,6 27,2 20,6 24,4 – 19,9 16,1 19,8 VIII 21,4 23,1 22,3 23,0 22,9 22,5 21,9 19,6 19,5 19,4 19,2 21,3 20,4 20,8 21,1 19,9 20,2 20,1 19,7 20,6 21,2 22,6 25,6 22,0 17,3 17,6 16,1 16,5 15,4 13,7 17,3 20,1 IX 18,9 18,8 15,1 12,6 12,4 12,7 14,8 14,6 13,3 14,8 15,9 19,3 20,1 16,9 18,4 16,1 14,1 17,0 18,2 12,9 12,5 9,7 9,9 8,5 7,5 8,4 6,5 4,9 6,3 7,0 – 13,3 X 5,3 4,8 4,4 3,0 7,4 9,4 11,0 9,6 12,3 10,9 8,6 8,2 9,1 9,7 5,9 6,4 6,5 7,2 9,4 4,0 2,6 0,5 –0,4 –0,9 –2,1 –0,6 –1,4 0,8 6,3 5,9 4,4 5,4 XI 1,4 –0,1 0,4 0,6 0,4 1,2 –0,1 –1,1 –1,3 –2,7 0,4 2,6 4,8 3,9 2,3 0,5 2,0 0,9 1,6 4,4 3,7 2,1 1,6 –1,8 –2,0 –3,9 –6,8 –8,4 –4,5 3,0 – 0,0 XII –4,2 –2,4 –0,7 1,2 0,4 –1,8 –2,7 –4,7 –5,1 –1,3 0,4 0,5 1,5 2,5 –3,1 –4,3 –1,8 –2,7 –2,2 –4,9 –3,4 –4,4 –4,5 –4,0 –3,0 –5,4 2,1 2,3 1,8 0,7 –1,2 –1,7 За отчетный период положительные температуры наблюдались: с 25 марта по 22 октября 2016 г. и с 16 марта по 30 декабря 2017 года. Следовательно, отрицательные температуры зарегистрированы с 1 по 29 января, 2, 5–15, 17–22, 27–29 февраля; в марте 1–2, 14–16, 19–24; в октябре 24–26, 29; ноябре 19

1–3, 5,6, 12–27, 29,30; в декабре наблюдались каждый день отрицательные температуры В 2017 году были определенны следующие отрицательные температуры: в январе – 1, с 3 – по 18 февраля, 26–28 февраля; в марте 1, 9, 10, 12–15, 29–31; в апреле – 1,2, 19,20; в октябре – с 23–27; в ноябре – 2, 7–10, 24–30; в декабре – 1–3, 6–10, 15-26, 31. Самым теплым месяцем в период с 2016 по 2017 гг. был июль (среднесуточная температура воздуха 22,7 ◦С). Самыми холодными оказались январь 2016 г. (среднесуточная температура воздуха –10,3 ◦С) и февраль2017 г. (–6,3 ◦С). Естественный ход среднемесячных температур атмосферного воздуха в целом сходен с многолетним ходом температур. 2.3 Гидрография Река Инсар является правым притоком р. Алатырь и относится к бассейну р. Волги. Инсар берет свое начало из родника на дне оврага в 1,5 км к югозападу от села Александровка; впадает в реку Алатырь с правого берега на 154 км от ее устья, в 3 км к северо-востоку от с. Ичалки. От истока до устья река Инсар принимает имеет притоки. Наиболее крупными из них являются: р. Тавла, р. Аморда, р. Большая Атьма, Карнай (Пырма), Саранка (рисунок 6) [10]. Бассейн реки Инсар расположен на северо-западном крыле Приволжской возвышенности и представляет собой возвышенную равнину с эрозионным сильно расчлененным рельефом. Водораздел удален от реки в среднем на 15 км, на севере имеет отметки 210 – 230 м, на юге 240 – 260 м над уровнем моря. Поверхность бассейна здесь расчленена слабо, овраги встречаются редко и разветвленность их незначительна [27]. 20

Рисунок 6 – Гидрографическая сеть Республики Мордовия [12] В верховьях р. Инсар представляет собой небольшой водоток 1 – 2 м шириной и глубиной 0,5 – 1,0 м в районе г. Рузаевки ширина реки достигает 6 – 8 м, глубина 0,2 – 0,3 м. Речное дно сложено в основном песчаными грунтами с налетом органики, количество которой возрастает в местах с замедленным течением, скорость течения здесь колеблется от 0,25 до 0,34 м/с. В среднем течении ширина русла 10 – 15 м с глубинами 0,5 – 0,9 иногда до 1,5 м. Пойма на этом участке часто правобережная, достигает ширины 2 км. Русло реки разработано от 3 – 5 иногда до 7 м, правый берег на большом протяжении высокий, местами обрывистый, левый более пологий. Береговые зоны сильно заилены (рисунок 7) [11]. 21

Рисунок 7 – Побережье р. Инсар [фото автора] Скорость течения на участке г. Саранск – пгт. Ромоданово 0,34 – 0,44, иногда достигает 0,71 м/с. Вода грязно-серого цвета с нефтяными пятнами и неприятным запахом. В нижнем течении р. Инсар имеет широкую пойму 3 – 4 км. Ширина русла здесь достигает 16 – 18 м, глубина до 1,4 – 1,8 м. Скорость течения в предустьевом участке достигает 0,65 – 0,91 м/с. Вдоль берегов довольно часто сплошной бордюр образуют кустарниковые ивы [9]. Глубокие овраги и долины притоков вскрывают сильно минерализованные подземные воды, залегающие на глубине 30 – 50 м. Речная сеть бассейна р. Инсар хорошо развита, ее густота – 0,20 км/км2. В верховьях реки представляют собой цепочку ям со стоячей водой и ряд действующих родников, только в 2 км ниже истока они приобретают постоянное течение Для Инсара, как и для всех равнинных рек, характерно небольшое падение, сравнительно медленное течение, меандрирование. Русло слабоизвилистое, песчаное, деформирующееся, незначительно зарастающее (рисунок 8). Ширина реки в межень 10 – 15 м. Берега крутые, местами обрывистые, высотой до 6,0 м. Глубина реки закономерно увеличивается от истока к устью [14, 15]. 22

Рисунок 8 – Река Инсар в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ – 2 [фото автора] Наблюдения за гидрологическим режимом р. Инсар ведутся с 1951 г. Площадь водосбора в створе водомерного поста составляет 1610 км2. Для Инсара, как и для всех рек республики, характерно наличие высоких половодий с затоплением пойм, низкой летне-осенней устойчивой межени, прерываемой дождевыми паводками, и устойчивой зимней меженью. Весенний подъем уровня воды начинается подо льдом в третьей декаде марта – первой декаде апреля. Спад, как правило, медленный, часто с вторичными пиками. Заканчивается половодье обычно в середине мая – начале июня. Продолжительность половодья составляет 1,5 – 2,0 месяца. Летне-осенняя межень устанавливается преимущественно в первой половине июня, самый низкий уровень воды чаще всего отмечается в августе и сентябре. Зимняя межень устойчива, ледовые явления начинаются с образованием сала и заберегов, в черте города на реке наблюдаются значительные промоины и пространства чистой воды. Средний многолетний годовой сток реки Инсар в створе г. Саранска Q0=7.89 м3/с, объем W0=249 млн. м3 в год. Колебания годового стока характеризуются следующими параметрами: коэффициент вариации Сv=0,22; коэффициент асимметрии Сs=0,44 [17, 31]. 23

Техногенное воздействие на воды р. Инсар в районе Саранской 3 ТЭЦ–2 3.1 Температурный режим поверхностных вод р. Инсар Температура оказывает значительное влияние на протекание физикохимических процессов и на химический состав поверхностных вод. Обычно с повышением температуры увеличивается скорость растворения солей и окисление органики, сокращается количество растворенного кислорода, возрастает биологическое потребление кислорода. Повышение температуры воды в реке ведет к эвтрофикации водотока и изменению ихтиофауны [5]. Минимум, максимум, среднегодовые температуры и годовые амплитуды температур воды р. Инсар представлены в таблице 5. Т а б л и ц а 5 – Минимум, максимум, среднегодовые температуры и годовые амплитуды температур воды р. Инсар в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2 в 2010 – 2017 г., оС [17] Показатель Минимум температуры Максимум температуры Среднегодовая температура Амплитуда температуры 2010 г. 2011 г. 2012 г. 2013 г. 0,2 0,5 0,4 0,1 23,1 20,6 21,5 21,2 6,89 7,29 8,5 8,4 22,9 20,1 21,4 21,1 За период исследований температура 2014 г. 2015 г. 2016 г. 0,1 0,2 0,1 2017 г. 0,1 21,1 22 23 19,5 7,6 7,78 8,7 7,0 21 21,8 22,9 19,4 воды в р. Инсар изменялась от 0,1 ◦С до 23,1 ◦С. Амплитуда колебаний температуры воды составила 23,0 ◦С. Средняя температура воды за 2010 – 2017 годы составила 7,74 ◦С. Зимой река не замерзает даже в самые сильные морозы. Замеры температуры воды до и после прудов-накопителей значительных различий не выявили. В ряде случаев разница составляла 0,1 ◦С. Таким образом, влияния температуры грунтовых вод на температурный режим воды реки Инсар нами не выявлено. 24

Выявлению техногенного воздействия прудов-накопителей в форме теплового загрязнения мешает то, что выше по течению от прудов-накопителей в реку Инсар поступают теплые сточные воды Никитинского ручья, п. ТЭЦ–2, теплые канализационные стоки с жилого района «Заречный» [8]. Температура поверхностных вод за отчетный период незначительно изменялась во времени. Динамика температуры воды в реке Инсар определялась, главным образом, температурным режимом атмосферного воздуха, ниже приведены примеры за 2016, 2017 годы (рисунки 9, 10). 25

Зависимость температуры вод р. Инсар от температуры атмосферного воздуха в 2016 году 30 25 20 15 10 5 -10 -15 -20 температура воздуха температура воды Рисунок 9 – График зависимости температуры воды в р. Инсар от температуры наружного воздуха в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ – 2 [составлен автором по источникам 17, 19] 26 21.дек 14.дек 07.дек 30.ноя 23.ноя 16.ноя 09.ноя 26.окт 02.ноя 19.окт 12.окт 05.окт 28.сен 21.сен 14.сен 07.сен 31.авг 24.авг 17.авг 10.авг 03.авг 27.июл 20.июл 13.июл 06.июл 29.июн 22.июн 15.июн 08.июн 01.июн 25.май 18.май 11.май 04.май 27.апр 20.апр 13.апр 06.апр 30.мар 23.мар 16.мар 09.мар 02.мар 23.фев 16.фев 09.фев 26.янв 02.фев 19.янв 12.янв -5 05.янв 0

Зависимость температуры вод р. Инсар от температуры атмосферного воздуха в 2017 году 30 25 20 15 10 5 -10 -15 -20 -25 температура воздуха температура воды Рисунок 10 – График зависимости температуры воды в р. Инсар от температуры наружного воздуха в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ – 2 [составлен автором по источнику 17, 19] 27 19.дек 12.дек 05.дек 28.ноя 21.ноя 14.ноя 31.окт 07.ноя 24.окт 17.окт 10.окт 03.окт 26.сен 19.сен 12.сен 05.сен 29.авг 22.авг 15.авг 08.авг 01.авг 25.июл 18.июл 11.июл 04.июл 27.июн 20.июн 13.июн 30.май 06.июн 23.май 16.май 09.май 25.апр 02.май 18.апр 11.апр 04.апр 28.мар 21.мар 14.мар 28.фев 07.мар 21.фев 14.фев 31.янв 07.фев 24.янв 17.янв 10.янв -5 03.янв 0

Анализируя рисунки 9 и 10 видно, что в осенне-зимний период в связи с понижением температуры воздуха понижалась и температура воды в реке; в весенне-летний период при повышении температуры воздуха повышалась и температура воды реки Инсар. На основании выше изложенного можно заключить следующее: 1) температурный режим воды в р. Инсар в основном определяется температурным режимом атмосферного воздуха; 2) на температуру поверхностных вод реки Инсар оказывает влияние тепловое загрязнение сточными водами, поступающими с промышленных и коммунально-бытовых объектов, расположенных до прудов-накопителей; 3) техногенного воздействия прудов-накопителей на температурный режим поверхностных вод р. Инсар не выявлено; 4) в период весеннего половодья речные воды оказывают незначительное охлаждающее влияние на грунтовые воды прибрежной зоны и речной поймы. 3.2 Химический состав вод р. Инсар в районе Саранской ТЭЦ–2 Антропогенное загрязнение вод рек в промышленных зонах – актуальная проблема 21 века. Основная причина загрязнения рек – это активный рост и развитие социально-экономической жизни на берегах водоемов. Река Инсар протекающая в черте города не исключение, состав поверхностных вод техногенно преобразован, особенно в пределах индустриально нагруженных территорий, к которым относится Саранская ТЭЦ–2. Обилие источников загрязнения водной среды подталкивает нас к определению и изучению техногенного воздействия промышленных объектов такого рода как ТЭЦ на поверхностные воды [25]. Поверхностные воды р. Инсар представлены макро- и микрокомпонентами, органическими веществами, растворенными в воде газами, коллоидами и механическими примесями в (таблица 6). 28

Т а б л и ц а 6 – Сравнение среднего значения ингредиентов в поверхностных водах р. Инсар до и после шламонакопителя Саранской ТЭЦ–2 в 2017 г., мг/дм3 [16] Ингредиент, ед. изм. Выше прудов-накопителей Ниже прудовнакопителей Снижение (–), увеличение (+) средних значений Минерализация 409,46 408,12 –1,34 рН 7,99 7,96 –0,03 Сухой остаток, мг/л 438,42 437,33 –1,09 Общая жесткость, мг-экв/л 5,96 6,28 +0,32 Сульфаты, мг/л 62,70 64,53 +1,83 Хлориды, мг/л 34,58 33,67 –0,91 Гидрокарбонат-ионы, мг/л 331,53 327,46 –4,07 Окисляемость бихроматная, мгО2/л 53,07 57,12 +4,05 Кальций, мг/л 89,01 93,02 –4,01 Магний, мг/л 18,44 19,86 +1,42 Нефтепродукты, мг/л 0,38 0,38 0,0 Прозрачность воды, см 21,75 21,42 –0,33 Щелочность общ, мг-экв/л 5,31 5,40 +0,09 Железо общее, мг/л 0,58 0,64 +0,06 Сумма натрия и калия, мг-экв/л 40,40 31,74 –8,66 Нитраты, мг/л 0,70 0,67 –0,03 Нитриты, мг/л 0,19 0,19 0,0 Кремниевая кислота, мг/л 8,83 9,0 +0,17 Минерализация воды. Минерализация воды – это показатель количества содержащихся в воде растворённых веществ (неорганические соли, органиче- 29

ские вещества). По величине минерализации вода р. Инсар относится к категории пресных вод. До прудов-накопителей среднегодовое значение минерализации составляет 409,46 мг/дм3. После прудов-накопителей среднегодовое значение минерализации составляет 408,12 мг/дм3. За время наблюдения колебания значений минерализации (17.04.2017 г.) до составили 445,45 следующие (10.08.2017 г.) интервалы: (до прудов) и от 369,13 от 370,47 (17.04.2017 г.) до 469,68 мг/дм3 (21.02.2017 г.) (после прудов). Минимальные значения минерализации в речной воде отмечены 17.04.2017 г. Это является следствием увеличения объема речного стока в период паводка [16]. Концентрация водородных ионов. Существенных изменений величины рН речной воды не выявлено. До прудов-накопителей рН воды составила 7,99, после прудов-накопителей – 7,96. По этому показателю вода р. Инсар относится к категории слабощелочных вод, что является типичным для территории Мордовии. За время наблюдения колебания значений рН составили следующие интервалы: от 7,8 (14.09.2017 г.) до 8,2 (13.06.2017 г.) (до прудов) и от 7,8 (14.09.2017 г.) до 8,2 (13.06.2017 г.) (после прудов). Таким образом, на основании этого нельзя говорить о техногенном влиянии прудов-накопителей на величину рН. Необходимо отметить, что колебания рН в течение периода наблюдений были связаны с выпадением атмосферных осадков (или с их отсутствием). В периоды выпадения осадков речная вода становится более щелочной, в засушливые периоды величина рН изменяется в сторону нейтральной реакции [19]. Сухой остаток. Величина сухого остатка зависит от количества растворенных в речной воде солей и органических соединений, так же дает представление о степени минерализации воды. Данный показатель влияет на другие показатели качества питьевой воды, такие как привкус, жесткость, коррозирующие свойства и тенденция к накипеобразованию. Изменения этого показателя в речной воде происходило в пределах от 526,0 до 275,0 мг/л. По величине сухого остатка речные воды относятся к группе пресных вод. Норма содержания сухого остатка в речной воде составляет 1000,0 мг/л. Колебание показателя сухого остатка 30

за 2017 год происходило в следующих интервалах: от 317,00 (17.04.2017 г.) до 515,00 (10.08.2017 г.) (до прудов) и от 275,00 (17.04.2017 г.) до 526,00 (16.01.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовые концентрации сухого остатка в воде составили 438,42 (до прудов) и 437,33 мг/л (после прудов). Колебания минерализации во времени связаны с объемом речного стока. При падении уровня воды в реке происходит сокращение величины речного стока и увеличение минерализации воды. В периоды подъема уровня воды и увеличения объема речного стока величина сухого остатка сокращается [23]. Общая жесткость определяется суммарным содержанием в речной воде катионов кальция, магния и др. В течение периода наблюдений величина общей жесткости в речной воде колебалась в пределах от 4,5 до 7,8 мг-экв/л. Речные воды Инсара относятся к категории жестких вод. Изменение общей жесткости происходило в следующих интервалах: от 4,50 (02.11.2017 г.) до 7,40 (21.02.2017 г.) (до прудов) и от 5,00 (02.11.2017 до 7,8 (21.02.2017 г.) мг-экв/л (после прудов). Среднегодовые значения общей жесткости составили 5,96 (до прудов) и 6,28 мг-экв/л (после прудов). Таким образом, имея небольшую разницу в 0,32 мг-экв/л о техногенном воздействии прудов-накопителей по показателю общей жесткости говорить нельзя. Наиболее высокие среднемесячные значения общей жесткости были выявлены со значительным поступлением в речную воду в это время ионов кальция и магния в зимний период (февраль) [15]. Сульфаты поступают в водную среду со сточными водами многих отраслей промышленности. Содержание сульфатов в речной воде изменялось от 39,91 до 82,00 мг/л. Изменение содержания сульфатов происходит в следующих интервалах: от 40,32 (02.11.2017 г.) до 81,80 (17.05.2017) (до прудов) и от 39,91 (02.11.2017 г.) до 82,00 (17.05.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация сульфатов в речной воде за отчетный период до прудовнакопителей (62,70 мг/л) несколько ниже, чем после прудов-накопителей (64,53 мг/л). Таким образом, имея небольшую разницу в 1,83 мг/л нельзя говорить о техногенным воздействии на речные воды. 31

Присутствие хлоридов в природных водах может быть связано с растворением отложений солей, загрязнением, обусловливаемым нанесением соли на дороги с целью борьбы со снегом льдом, сбросом стоков предприятиями промышленности, сбросом сточных вод. Содержание хлоридов в речной воде в течении 2017 г. изменялось от 28,00 до 50,0 мг/л. Изменение содержания хлоридов происходит в следующих интервалах: от 28,0 (27.07.2017 г.) до 50,00 (21.02.2017 г.) (до прудов) и от 28,00 (27.07.2017 г.) до 50,00 (21.02.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация хлоридов в речной воде за отчетный период до прудов-накопителей (34,58 мг/л) несколько ниже, чем после прудов-накопителей (33,67 мг/л) [15]. Гидрокарбонаты в воде – это компоненты, определяющие ее щелочность. Их содержание в воде объясняется взаимодействием воды с известняками, которые находятся в прилегающем грунте. Содержание гидрокарбонат-ионов в речной воде слабо изменялось в течение отчетного периода. Максимум составил 366,11 мг/л, минимум – 305,09 мг/л. Изменение содержания гидрокарбонатионов в речной воде происходит в следующих интервалах: от 305,09 (13.06.2017 г.) до 366,11 (04.12.2017 г.) до прудов и от 305,09 (13.06.2017 г.) до 366,11 (21.02.2017 г.) мг/л после прудов. Среднегодовая концентрация гидрокарбонат-ионов в речной воде за отчетный период до прудов-накопителей (331,53 мг/л) несколько выше, чем после прудов-накопителей (327,46 мг/л). Таким образом, нельзя говорить о техногенном воздействии шламонакопителя на речные воды. Окисляемость бихроматная показывает наличие органических веществ в речной воде. Источником поступления органики в речные воды являются атмосферные осадки, поверхностный, почвенный и подземный сток. Вода, содержащая органические вещества вредного влияния на организм человека не оказывает, но она часто обладает неприятным вкусом и запахом и поэтому не может быть рекомендована для питья. Величина окисляемости воды Инсара изменялась от 28,80 до 105,60 мгО2/л. Изменение значения окисляемости происходит в следующих интервалах: от 28,08 (19.10.2017 г.) до 105,6 л (17.04.2017 г.) 32

до прудов и от 30,40 (16.01.2017 г.) до 105,60 (17.04.2017 г.) мгО2/л (после прудов). Среднегодовая величина окисляемости речной воды до прудов-накопителей (53,07 мгО2/л), несколько (57,12 мгО2/л). Таким о существенном влиянии выше, чем после прудов-накопителей образом, имея разницу в 4,05 мг/л нельзя говорить прудов-накопителей на качество реки Инсар по этому ингредиенту. Увеличение значения окисляемости бихроматной может быть связано и с поступлением органического вещества от естественной растительности, расположенной в пойме р. Инсар [16]. Одним из общеизвестных показателей качества и свойств воды является её жесткость, которая зависит от содержания в ней растворенных солей кальция и магния. Суммарное содержание этих солей определяет общую жесткость [7]. Содержание кальция в речной воде изменялось от 70,14 до 108,22 мг/л. В течение отчетного периода изменение содержания ионов кальция происходило в незначительных интервалах: от 70,14 (17.04.2017 г.) до 106,21 (19.10.2017 г.) (до прудов) и от 80,16 (17.04.2017 г.) до 108,22 (04.12.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация ионов кальция в речной воде до прудов-накопителей (89,01 мг/л) несколько ниже, чем после прудов-накопителей (93,02 мг/л). Таким образом, имею небольшую разницу в 4,01 мг/л говорить о техногенном воздействии прудов-накопителей на речные воды нельзя. Содержание магния в речной воде колебалось от 6,08 до 46,21 мг/л. Характерно изменение концентраций в следующих интервалах: от 6,08 (02.11.2017 г.) до 46,21 (21.02.2017 г.) (до прудов) и от 6,08 (02.11.2017 г.) до 46,21 (21.02.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация ионов магния после прудов (19,86 мг/л), не превышает аналогичный показатель до прудов (18,44 мг/л). Разница составляет лишь 1,42 мг/л. Таким образом, о техногенном воздействии прудов-накопителей на качество р. Инсар по этому показателю говорить нельзя. Содержание нефтепродуктов. Нефтепродукты считаются наиболее устойчивым по времени и экологически опасным загрязнителем открытых водотоков. На поверхности воды они образуют тонкую пленку, при перемешивании с водой 33

образуют устойчивые эмульсии в толще воды, некоторые из них оседают на дно. Процессы самоочищения водотоков, в загрязненной нефтепродуктами воде, идут очень медленно с поглощением растворенного в воде кислорода, поступающего на окисление нефтепродуктов. Даже при низких концентрациях (0,05–1,0 мг/л) гибнут икра и мальки, а также планктон – кормовая база рыб. В течение отчетного периода изменение содержания нефтепродуктов происходило в следующих интервалах: от 0,232 (16.01.2017 г.) до 0,561 (17.04.2017 г.) (до прудов) и от 0,191 (13.06.2017 г.) до 0,479 (09.03.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация нефтепродуктов в речной воде до и после шламонакопителя составили 0,38 мг/л.). Таким образом, о техногенном влиянии прудов-накопителей на речные воды по нефтепродуктам говорить нельзя. Прозрачность воды. Мутность – показатель качества воды, обусловленный присутствием в воде нерастворенных и коллоидных веществ неорганического и органического происхождения. Причиной мутности поверхностных вод являются илы, кремниевая кислота, гидроокиси железа и алюминия, органические коллоиды, микроорганизмы и планктон. Вода р. Инсар относится к категории мутной (прозрачность от 10 до 20 см.), средней мутности (прозрачность от 20 до 25 см.) и маломутной (прозрачность от 25 до 30 см.). Величина прозрачности в отчетный период изменялась от 16,0 до 28,0 см. Среднегодовое значение прозрачности речной воды после прудов-накопителей (21,42 см.) несколько ниже, чем до прудов-накопителей (21,75 см.). На прозрачность воды заметное влияние оказывает выпадение атмосферных осадков. В периоды дождей прозрачность воды резко сокращается. В засушливые периоды года прозрачность воды в реке Инсар увеличивается. Самое низкое среднемесячное значение прозрачности воды (16,0 см.) отмечено 09.03.2017 г. Наиболее высокая среднемесячная величина прозрачности воды в реке (28,0 см.) зафиксирована 13.06.2017 г. Щелочность общая. Изменение щелочности происходило в пределах от 4,5 до 6,0 мг/л. В течение 2017 г. изменение щелочности происходило 34

в незначительных интервалах: от 4,5 (02.11.2017 г.) до 6,0 (04.12.2017 г.) (до прудов) и от 5,0 (14.09.2017 г.) до 6,0 (21.02.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовое значение щелочности в речной воде до прудов–накопителей (5,31 мг/л) ниже, чем после прудов-накопителей (5,40 мг/л). Таким образом, имея разницу в 0,09 мг/л о влиянии прудов-накопителей на качество воды в р. Инсар говорить нельзя. Наиболее высокая среднемесячная щелочность отмечена в феврале и декабре [15]. В речной воде содержание железа чаще находятся в закисной форме (в виде иона Fe2+) или окисной (в виде иона Fe 3+). Содержание железа общего в речных водах колебалось от 0,07 до 2,87 мг/л. В течение отчетного периода изменение содержания железа общего происходило в незначительных интервалах: от 0,12 (19.10.2017 г.) до 2,35 (27.07.2017 г.) (14.09.2017 г.) до 2,87 (27.07.2017 г.) (до прудов) и от 0,07 мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация железа общего в речной воде до прудов-накопителей (0,58 мг/л) несколько выше, чем после прудов-накопителей (0,64 мг/л). Таким образом, имея незначительную разницу в 0,06 мг/л о техногенном влиянии прудов-накопителей на качество воды в р. Инсар говорить нельзя. Наиболее высокие концентрации железа обнаружены в июле в период значительного выпадения атмосферных осадков. Ионы натрия и калия входят в число основных компонентов растворенного минерального вещества поверхностных вод суши. Источниками поступления этих металлов в водные объекты являются изверженные породы и продукты процессов их химического разложения – осадочные породы и растворимые соли (хлориды, сульфаты, карбонаты), а также бытовые, промышленные сточные воды и смывы с сельхозугодий. Содержание натрия и калия в речной воде изменялось от 11,80 до 64,20 мг/л. В течение отчетного периода изменение содержания ионов натрия и калия происходило в незначительных интервалах: от 13,41 (27.07.2017 г.) до 64,20 (02.11.2017 г.) мг/л (до прудов) и от 11,80 (19.10.2017 г.) до 49,65 (17.05.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация ионов натрия и калия в речной воде до прудов-накопителей (40,40 мг/л) несколько 35

выше, чем после прудов-накопителей (31,74 мг/л). Техногенного воздействия прудов-накопителей на речные воды по этому ингредиенту нет. Главными источниками нитратов в воде являются органические вещества, а также промышленные и сельскохозяйственные сбросы. Содержание нитратов в речной воде в течении 2017 г. изменялось от 0,14 до 2,45 мг/л. В течение отчетного периода изменение содержания нитратов происходило в незначительных интервалах: от 0,14 (23.10.2017 г.) до 2,16 (31.01.2017 г.) (до прудов) и от 0,42 (04.07.2017 г.) до 2,45 (24.04.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация нитратов в речной воде до прудов-накопителей (1,13 мг/л) несколько ниже, чем после прудов-накопителей (1,12 мг/л). Таким образом, техногенное воздействие прудов-накопителей на речные воды отсутствует. Содержание нитритов в речной воде изменялось от 0,09 до 1,34 мг/л. В течение отчетного периода изменение содержания нитритов происходило в незначительных интервалах: от 0,27 (19.10.2017 г.) до 1,34 (13.06.2017 г.) (до прудов) и от 0,09 (04.12.2017 г.) до 1,33 (13.06.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация нитритов в речной воде до прудов-накопителей (0,70 мг/л) несколько выше, чем после прудов-накопителей (0,67 мг/л). Таким образом, нельзя говорить о техногенном воздействии шламонакопителя на речные воды. Содержание кремниевой кислоты в речной воде изменялось от 4,00 до 16,00 мг/л. В течение отчетного периода изменение содержания кремниевой кислоты происходило в незначительных интервалах: от 4,00 (13.06.2017 г.) до 16,00 (14.09.2017 г.) (до прудов) и от 4,00 (13.06.2017 г.) до 16,00 (14.09.2017 г.) мг/л (после прудов). Среднегодовая концентрация кремниевой кислоты в речной воде до прудов-накопителей (8,83 мг/л) несколько ниже, чем после прудов-накопителей (9,00 мг/л). Разница несущественная в 0,17 мг/л. Таким образом, утверждать о техногенном воздействии прудов-накопителей на речные воды нельзя [17]. Из вышеперечисленного следует, что увеличение значений ингредиентов было выявлено по таким показателям как: общая жесткость (+ 0,32); сульфаты 36

(+ 1,83); окисляемость бихроматная (+ 4,05); магний (1,42); щелочность (0,09); железо (0,06); кремниевая кислота (0,17). По остальным ингредиентам показатели уменьшились. Несмотря на несущественное увеличение некоторых ингредиентов, мы не можем говорить о сильном техногенном загрязнении. Сравнительный анализ химического состава поверхностных вод за 2017 год показал, что концентрация ингредиентов в водах выше прудов накопителей практически не отличается после прудов-накопителей. Охрана водоемов от загрязнений осуществляется в соответствии с «Санитарными правилами и нормами охраны поверхностных вод от загрязнения». Правила включают в себя общие требования к водопользователям в части сброса сточных вод в водоемы. Правилами установлены две категории водоемов: – водоемы питьевого и культурно-бытового назначения; – водоемы рыбохозяйственного назначения. Правилами установлены нормируемые значения для следующих параметров воды водоемов: содержание плавающих примесей и взвешенных частиц, запах, привкус, окраска и температура воды, значение рН, состав и концентрация минеральных примесей и растворенного в воде кислорода, биологическая потребность воды в кислороде, состав и предельно допустимая концентрация (ПДК) ядовитых и вредных веществ и болезнетворных бактерий. Предельно допустимая концентрация – концентрация вредного (ядовитого) вещества в воде водоема, которая при ежедневном воздействии в течение длительного времени на организм человека не вызывает каких-либо патологических изменений и заболеваний, в том числе и у последующих поколений, обнаруживаемых современными методами исследований и диагностики, а также не нарушает биологического оптимума в водоеме. В таблице 7 приведены среднегодовые значения ингредиентов в поверхностных водах р. Инсар и ПДК для рыбхозяйственных водоемов. ПДК для рыбохозяйственных водоемов приводится по от 18.01.2010 г. № 20 и СанПиН 2.1.5.980-00 [24]. 37 Приказу Росрыболовства

Т а б л и ц а 7 – Сравнение среднегодовых значений ингредиентов в поверхностных водах р. Инсар после шламонакопителя в 2017 г. и ПДК для рыбохозяйственных водоёмов [24] Наименование показателей Размерность Значение после ПДК для рыбохо- прудов-накопите- зяйственных лей водоемов Концентрация водородных ионов ед. рН 7,96 – Сухой остаток мг/л 437,33 – Общая жесткость мг-экв/л 6,28 – Сульфаты мг/л 64,53 100 Хлориды мг/л 33,67 300 Гидрокарбонат-ионы мг/л 327,46 – Окисляемость бихроматная мгО2/дм3 57,12 – Кальций мг/л 93,02 180,0 Магний мг/л 19,86 40,0 Нефтепродукты мг/л 0,38 0,05 Прозрачность см 21,42 – Щелочность мг-экв/л 5,40 – Железо общее мг/л 0,64 0,1 Сумма натрия и калия мг/л 31,74 120,0+50,0 Нитраты мг/л 0,67 40,0 Нитриты мг/л 0,19 0,08 Кремневая кислота мг/л 9,00 – Минерализация мг/л 408,12 – Превышение среднегодовых концентраций в воде р. Инсар в створе после шламонакопителя, по сравнению с ПДК для рыбохозяйственных водоемов в 2017 году было отмечено по трем ингредиентам – железу общему (6,4 ПДК), нитритам (2,3 ПДК) и нефтепродуктам (7,6 ПДК). При этом превышения ПДК для рыбохозяйственных водоемов данных ингредиетов наблюдается как до, так и после шламонакопителя. Из предыдущего анализа видно, что после шламонакопителя увеличение содержания 38 железо общего произошло

лишь на 0,06 мг/л, а содержание нефтепродуктов и нитритов в речной воде осталось таким же, как и до шламонакопителя. Мониторинг качества воды в районе шламонакопителя Саранской ТЭЦ–2 показал, что среднегодовые значения наблюдаемых ингредиентов в 2016 и 2017 годов близки (таблица 8). Т а б л и ц а 8 – Среднегодовая концентрация ингредиентов в воде р. Инсар после шламонакопителя в 2016–2017 гг. [15] Наименование показателя Размерность 2016 г. 2017 г. 8,0 7,96 465,58 437,33 Концентрация водородный ионов ед. рН Сухой остаток мг/л Общая жесткость мг-экв/л 6,34 6,28 Сульфаты мг/л 70,14 64,53 Хлориды мг/л 37,50 33,67 Гидрокарбонат-ионы мг/л 334,58 327,46 Окисляемость бихроматная мгО2/дм3 35,02 57,12 Кальций мг/л 91,52 93,02 Магний мг/л 21,49 19,86 Нефтепродукты мг/л 0,37 0,38 Прозрачность см 22,0 21,42 Щелочность мг-экв/л 5,50 5,40 Железо общее мг/л 0,45 0,64 Сумма натрия и калия мг/л 38,58 31,74 Нитраты мг/л 1,09 0,67 Нитриты мг/л 0,25 0,19 Кремневая кислота мг/л 13,0 9,0 Можно отметить, что по большинству перечисленных ингредиентов наблюдается снижение среднегодовых концентраций в речной воде в 2017 годам по сравнению с 2016 годом. В целом, анализируя физические и химические свойства воды в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2 можно сделать следующие выводы: 39

поверхностные воды в районе прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2 испытывают очень слабое локальное техногенное воздействие прудов-накопителей в форме химического загрязнения. Пруды-накопители (шламонакопители) Саранской ТЭЦ–2, вследствие сброса в них теплых промышленных сточных вод и складирования шлама, относятся к техногенным объектам, оказывающим незначительное воздействие на химический состав вод р. Инсар. Таким образом, можно констатировать, что большинство показателей качества воды р. Инсар до и после шламонакопителя остается в пределах значений ПДК для рыбохозяйственных водоемов и не вызывают мутаций у ихтиофауны. 40

ЗАКЛЮЧЕНИЕ Предприятия теплоэнергетики, к которым относят Саранскую ТЭЦ–2, являясь основной движущей силой развития экономики любого региона, являются одновременно и техногенным фактором, воздействующим на окружающую природную среду. Как нами было выяснено ранее, воздействуя на все компоненты ландшафта, ТЭЦ формирует вокруг себя зоны техногенного влияния. В результате исследования было выявлены естественные факторы формирования режима поверхностных вод, а также выявлены антропогенные факторы. В качестве антропогенных загрязнителей были рассмотрены такие показали, как температура атмосферного воздуха, влияющая на температуру воды р. Инсар и химический состав, состоящий из 18 основных ингредиентов. В ходе исследования были выявлены следующие выводы. Температурный режим поверхностных вод реки Инсар, во-первых, определяется температурой атмосферного воздуха; во-вторых, отрицательного воздействия прудов-накопителей на температурный режим поверхностных вод р. Инсар не выявлено; в-третьих, было определено, что выявлению техногенного воздействия прудов-накопителей в форме теплового загрязнения мешает то, что выше по течению от прудов-накопителей в реку Инсар поступают теплые сточные воды Никитинского ручья, п. ТЭЦ–2, а также теплые канализационные стоки с жилого района «Заречный» которые также, как и Саранская ТЭЦ–2 являются объектами, несущими непосредственную техногенную нагрузку на поверхностные воды, рассматриваемой нами территории. можно Обобщая, сказать о том, что техногенного воздействия прудов-накопителей на температурный режим поверхностных вод р. Инсар нами не выявлено. Химически анализ компонентов показал, что Саранская ТЭЦ–2 все оказывает техногенное влияния на поверхностные воды реки Инсар. Практически все ингредиенты находятся в пределах допустимых значений, отклонения от допустимых норм выявлено по содержанию общая: жесткость (+ 0,32); 41

сульфаты (+ 1,83); окисляемость бихроматная (+ 4,05); магний (1,42); щелочность (0,09); железо (0,06); кремниевая кислота (0,17). Так же проведен анализ сравнения среднегодовых значений ингредиентов в поверхностных водах р. Инсар после шламонакопителя в 2017 г. и ПДК для рыбохозяйственных водоёмов и оказалось, что превышение было отмечено по трем ингредиентам – железу общему (6,4 ПДК), нитритам (2,3 ПДК) и нефтепродуктам (7,6 ПДК). В ходе исследования выявлено, что на правобережной пойме р. Инсар осуществляется сброс недостаточно очищенных сточных промышленных вод в старое русло р. Инсар ОАО «Резинотехника». Если предположить, что между старым и современным руслом р. Инсар существует подземный сток воды, то часть выше названных загрязняющих веществ обязательно попадет в речные воды. Выделить степень влияния каждого из источников загрязнения воды р. Инсар практически невозможно, поэтому правильнее говорить о совместном влиянии прудов-накопителей Саранской ТЭЦ–2 и ОАО «Резинотехника» на качество воды в р. Инсар в районе прудов-накопителей. Таким образом, цель бакалаврской работы достигнута. В ходе работы были выявлены особенности техногенного воздействия Саранской ТЭЦ–2 на поверхностные воды и решены все поставленные задачи. 42

СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 1 Агроклиматические ресурсы Мордовской АССР. – Л. : Гидрометеоиздат, 1971. – 108 с. 2 Алекин О. А. Общая гидрохимия / О. А. Алекин – Л. : Изд-во: Гос. Гидрологич. Ин-та, 1970. – 324 с. 3 Алекин О. А. Основы гидрохимии / О. А. Алекин – Л. : Изд-во: Гидрометиздат, 1953. – 295 с. 4 Галахова Э. Н. Климат / Э. Н. Галахова // География Мордовской АССР. – Саранск, 1983. – С. 45 – 63. 5 Генплан г. Саранска. Пояснительная записка. Раздел «Охрана окружающей среды» / ЦНИИП градостроительства. – М. 1994. – 262 с. 6 Геоэкология населенных пунктов Республики Мордовия / Науч. ред. исост. А. А. Ямашкин. – Саранск : Изд-во Мордов. ун-та, 2001. – 232 с. 7 Горский Н. Н. Вода – чудо природы / Н. Н. Горский М. : Издательство Академии Наук СССР, 1962. – 228 c. 8 Гридэл Т. Е. Промышленная экология: Учеб. Пособие для вузов / Пер. с англ. под ред. проф. Э. В. Гирусова. – М. : ЮНИТИДАНА, 2004. – 527 с. 9 Де Уист Р. Гидрогеология с основами гидрологии суши / Р. Де Уист – М. : Изд-во Науки о Земле, 1969. – 231 с. 10 Дмитренко В. П. Экологический мониторинг техносферы : учебное пособие / В. П. Дмитренко, Е. В. Сотникова, А. В. Ченяев ; – 2-е изд., исп. – СПб. : изд-во Лань, 2014. – 368 с. 11 Жадин В. И. Жизнь пресных вод СССР : в 4 т. / В. И. Жадин, Е. Н. Павловский. – Л. : Издание АН СССР, 1940. – Т. 1. – 460 с. 12 Караушев A. B. Проблемы динамики естественных водных потоков / А. В. Караушев / Л. : Гидрометеоиздат, 1960. – 393с. 13 Климентов П. П. Общая гидрогеология / П. П. Климентов, Г. Я. Богданов Л. : Изд-во Горного ун-та, 1977. – 236 с. 43

14 Коровин И. В. Методы и средства гидрометеорологических измерений / И. В. Коровин, А. Н. Тимец – М. : Изд-во РГГМУ, 2000. – 300 с. 15 Ларионов Н. М. Промышленная экология : учебник для бакалавров / Н. М. Ларионов, А. С. Рябышнеков. – М. : Издательство Юртайт, 2013. – 495 с. 16 Мониторинг поверхностных вод водоносного современного аллювиального горизонта на территории ОАО «Мордовэнерго» (объект СаранскаяТЭЦ–2): в 2 т. / Мордов. ун-т.– Саранск, 2016. – 125 с. 17 Мониторинг поверхностных вод на территории ОАО «Мордовэнерго» (объект Саранская ТЭЦ–2) / Отчет о хоздоговорной работе / Мордов. ун-т. Саранск, 2017. – 140 с. 18 Мониторинг поверхностных вод на территории СаранскойТЭЦ–2 / Отчет о хоздоговорной работе / Мордов. ун-т. – Саранск, 2016. – 120 с. 19 Научно-прикладной справочник по климату СССР. Сер. 3. Многолетние данные. – Л. : Гидрометеоиздат, 2017. – 340 с. 20 О результатах режимных наблюдений за водами на объекте Саранская ТЭЦ–2 за 2016–2017 гг. / Отчет о хоздоговорной работе / Мордов. ун-т. Саранск, 2017. – 150 с. 21 Перельман А. И. Геохимия природных вод / А. И. Перельман М. : Издво МГУ, 1982. – 149 с. 22 Проведение геодезических работ с использованием современных GPSтехнологий на территории полигона шламонакопителей Саранской ТЭЦ–2 Мордовского филиала «ТГК № 6» и составление по результатам исследований плана дамб шламонакопителей Саранской ТЭЦ-2 в масштабе 1:500 в условной системе координат и высот : отчет о НИР / Мордов. ун-т, Каф картографии и геоинформатики ; рук. А. Ф. Варфоломеев – Саранск, 2011. – 20 с. 23 Проект № 4-100-ИЗ-1 режимной наблюдательной сети на площадке Саранской ТЭЦ-2 / ВНИПИ Энергетики, Украинское отделение. – Киев, 1976. – 22 с. 44

24 Проект расширения Саранской ТЭЦ-2 (4 очередь). Раздел 1. Общая пояснительная записка / ВНИПИ Энергопром, Украинское отделение. – Киев, 1986. – 102 с. 25 СанПиН 2.1.4.559-96. Санитарные правила и нормы. Питьевая вода и водоснабжение населенных мест. Гигиенические требования к качеству воды централизованных систем питьевого водоснабжения. Контроль качества. – М. : Госкомэпиднадзор РФ, 1996. – 110 с. 26 Семенченко В. П. Экологическое качество поверхностных вод / В. П. Семенченко, В. И. Разлуцкий. – Минск. : Изд-во Белорусская наука, 2011. – 329 с. 27 Чистякова С. Б. Охрана окружающей среды : учебник для вузов / С. Б. Чистякова. – М. : Стройиздат, 1988. – 272 с. 28 Язвин Л. С. Гидрогеология СССР. Сводный том. Выпуск 3 / Л. С. Язвин / М. : Изд-во МГУ, 1977. – 276 с. 29 Ямашкин Ан. А. География республики Мордовия: Учебное пособие / Ан. А. Ямашкин, В. В. Руженков, Ал. А. Ямашкин. – Саранск. : Изд-во Мордов. ун-та, 2004. – 168 с. 30 Ямашкин А. А. Культурный ландшафт Мордовии (геоэкологические проблемы и ландшафтное планирование) / А. А. Ямашкин, И. Е. Тимашев, В. Б. Махаев, и др. – Саранск. : Изд-во Мордов. ун-та, 2003. – 204 с. 31 Ямашкин А. А. Физико-географические условия и ландшафты Мордовии / А. А. Ямашкин. – Саранск. : Изд-во Мордов. ун-та, 1998. –156 с. 45

Рецензии:

Авторизуйтесь, чтобы добавить рецензию

- у работы пока нет рецензий -

Отзывы:

Авторизуйтесь, чтобы оставить отзыв